AufgabenstellungTask
Durch Kombination nach dem Stand der Technik verfügbarer Technologien soll eine
Vorrichtung entwickelt werden, mit der es möglich ist, in reproduzierbarer und kontrollierter
Weise lasergestützt Oberflächen zu reinigen. Nach dem Stand der Technik wird hierzu
bevorzugt ein gütegeschalteter Neodym-YAG:Laser verwendet, dessen Strahlung kollimiert
auf die zu bearbeitende Oberfläche auftreffen soll.A combination of technologies available according to the state of the art is said to
Device to be developed with which it is possible to be reproducible and controlled
Way to clean laser-assisted surfaces. According to the state of the art
preferably a Q-switched neodymium YAG: uses a laser whose radiation collimates
should hit the surface to be machined.
Erfindungsgemäße LösungSolution according to the invention
Erfindungsgemäß wird hierzu der Strahl erzeugende Resonator bzw. Laserkopf getrennt von
der Energieversorgung bzw. Netzteil und Kühlung aufgebaut. Dieser so definierte Laserkopf
weist durch die benötigte Ausgangsenergie von 500 mJ bis 2 J pro Puls und den dadurch
bedingten Wärmeabfuhrleistungs- und Stabilitätserforderungen im Laserresonator ein
erhebliches Gewicht auf, das es erfordert, diesen Laserkopf erfindungsgemäß auf einer
Stativvorrichtung, die wahlweise aus einem Dreibeinstativ hoher Festigkeit mit Zentralsäule
und Höhenverstellung oder einem Säulenstativ mit dreifüßiger Auflage bestehen kann. Dabei
wird der mehrere Kilogramm schwere Laserkopf auf einer im Hinblick auf das Stativ
mehrkoordinatigen, gedämpften kardanisch bzw. kugelgelagerten Lagerung fixiert, so dass
mit einer am Laserkopf anbringbaren als Hebel wirkenden Vorrichtung der Laserkopf in die
jeweils gewünschte Richtung frei und ruckfrei zielgenau positioniert werden kann.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens wird hierbei zusätzlich durch eine am Laserkopf
angebrachte Pinole und eine auf diese Pinole wirkende Kulissensteuerung der
Artikulationswinkel im Bereich des Lasers voreinstellbar begrenzt.According to the invention, the beam-generating resonator or laser head is separated from this
the power supply or power supply and cooling. This defined laser head
has the required output energy of 500 mJ to 2 J per pulse and thereby
conditional heat dissipation performance and stability requirements in the laser resonator
considerable weight that requires this laser head according to the invention on a
Tripod device, optionally consisting of a high-strength tripod with central column
and height adjustment or a tripod with a tripod. there
The laser head weighing several kilograms is placed on one with regard to the tripod
multi-coordinate, damped cardanic or ball-bearing mounted so that
with a device which can be attached to the laser head and acts as a lever, the laser head into the
the desired direction can be positioned precisely and without jerks.
In continuation of the concept of the invention, an additional one on the laser head
attached quill and a control of the quill acting on this quill
Articulation angle limited in the area of the laser.
Die Kulissensteuerung des Strahlwinkelbereichs des Lasers kann dabei erfindungsgemäß
entweder durch eine zwangsgeführte Zweikoordinatentraversenführung gesteuert werden,
wobei im Schnittbereich der rechtwinklig verfahrbaren Traversen die an den Laserstrahl
gekoppelte Pinole (Führungsstange) fest gekoppelt ist und der Verfahrbereich der Traversen
voreinstellbar begrenzbar ist. Gleichermaßen kann durch Ausformung geeigneter
plattenförmiger Kulissen die an den Laser gekoppelte Führungsstange (Pinole) ebenfalls
innerhalb voreinstellbarer Grenzen frei beweglich geführt werden und durch voreinstellbare
und arretierbare Endbegrenzungen die jeweils mitlaufenden Kulissen gebremst werden. Eine
derartige voreinstellbare Winkelbegrenzung der Richtwirkung des kollimierten Laserstrahles
dient der Erhöhung der Lasersicherheit, so dass bei bestimmungsgemäßer Benutzung
lediglich der jeweils zu reinigende Flächenbereich im Hinblick auf seine aus Sicht des Lasers
einstellbare Winkelprojektion bestrahlt werden kann. Eine zufällige über den Zielbereich
hinaus gehende Bestrahlung oder Richtstrahlung des Lasers wird damit sicher vermieden.
Gleichzeitig dient die auf einem Stativ (Dreibein oder mindestens dreibeingestützte
Hubsäule) angebrachte Halterung für den Laserkopf der weiteren Sicherheit und
Reproduzierbarkeit und Zielgenauigkeit, da ein rein handgehaltenes Gerät naturgemäß nur so
zielgenau und sicher in der Wiederholgenauigkeit ist, wie der menschliche Operator es
ermöglicht.The control of the beam angle range of the laser can be according to the invention
either controlled by a positively guided two-coordinate traverse,
where in the intersection of the traverses that can be moved at right angles to the laser beam
Coupled quill (guide rod) is firmly coupled and the traversing range of the trusses
can be preset and limited. Likewise, by shaping it more appropriately
plate-shaped backdrops also the guide rod (quill) coupled to the laser
are freely movable within presettable limits and by presettable
and lockable end limits which are each braked with the moving scenes. A
such pre-adjustable angle limitation of the directivity of the collimated laser beam
serves to increase laser safety, so that when used as intended
only the surface area to be cleaned with regard to its from the perspective of the laser
adjustable angle projection can be irradiated. A random across the target area
radiation or directional radiation from the laser going beyond this is thus reliably avoided.
At the same time, it is used on a tripod (tripod or at least tripod-supported
Lifting column) attached bracket for the laser head of further security and
Reproducibility and accuracy, because a purely hand-held device is naturally only so
Repeat accuracy is precise and reliable, just like the human operator
enables.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens wird daher das stativgestützte kardanische oder
zentralpunktmontierte Lasersystem über eine zweidimensionale Koordinatensteuerung
angetrieben, so dass nach Voreinstellung der Begrenzungsparameter über die Kulissen- oder
Traversensteuerung der Laser sodann zwangsgeführt und ggf. über digitale
Ansteuerprogramme konturgeführt in der Lage ist, die Zieloberfläche mit Laserstrahlung zu
beaufschlagen und somit zu reinigen.In continuation of the inventive concept, the tripod-supported gimbal or
Central point-mounted laser system via two-dimensional coordinate control
driven, so that after setting the limiting parameters on the backdrop or
Truss control of the lasers then positively guided and if necessary via digital
Control programs are contour-guided and able to target the target surface with laser radiation
apply and thus clean.
Abb. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Der Laserkopf 1 ist auf einem Stativ 4 mit
drei Beinen gehaltert. Es ist in einer Gabel 5 aufgehängt, dergestalt daß der Laserstrahl in der
Vertikalen bewegt werden kann. Die Gabel wiederum ist mit einer vertikalen Achse 6
horizontal drehbar in der Stativaufnahme gehaltert. Der Laserkopf ist durch die
Medienversorgungen 7, 8 für Wasser und Elektrizität mit dem Netzteil 2 und dem Kühlgerät
3 verbunden, welche auf Rollen 9 montiert sind. Hierdurch ist die Mobilität der
Laserreinigungsanlage gewährleistet. Die Stativaufnahme 6 hat Bohrungen dergestalt daß sie
als Rasterplatte ausgebildet ist und darein eingesetzte Stifte die horizontale Auslenkung des
Lasers einschränken. Gleiches gilt für die vertikale "Nickbewegung" des Lasers. Fig. 1 shows a preferred embodiment. The laser head 1 is held on a tripod 4 with three legs. It is suspended in a fork 5 in such a way that the laser beam can be moved vertically. The fork in turn is supported with a vertical axis 6 which can be rotated horizontally in the tripod mount. The laser head is connected to the power supply 2 and the cooling device 3 by the media supplies 7 , 8 for water and electricity, which are mounted on rollers 9 . This ensures the mobility of the laser cleaning system. The tripod mount 6 has bores such that it is designed as a grid plate and pins inserted therein restrict the horizontal deflection of the laser. The same applies to the vertical "pitching movement" of the laser.